Расчет спутниковой линии связи Алматы Лондон (стр. 2 из 13)
Система IRT-2000 соединяет большую емкость с широкой зоной перекрытия. Абоненты могут быть соединены без существенного ограничения по дальности до 2000 км.
Система обеспечивает доступ абонента ко всем услугам, предлагаемыми самыми современными сетями связи, с прозрачностью для пользователя. Центральная станция соединяется с телефонной станцией цифровым 2 Мбит/с линиями. Каждый абонент соединяется с удаленной станцией (вблизи абонента) по проводной линии.
Субмодуль радиооборудования ТDМА центральной станции может быть удаленным, если этого требует топология сети. В этом случае станция делится на две части: телефонное оборудование в главной телефонной станции; удаленная радиостанция (RRS) в удаленной стороне сети. Эти два модуля могут быть связаны на скорости 2,048 Мбит/с по стандартному кабелю или радиолинии.Рисунок 2. - Структурная схема сети использующейтолько кабельные соединения
Технологическое развитие привело к значительному уменьшению размеров ЗС. На начальном этапе спутник не превышал нескольких сотен килограммов, а ЗС представляли собой гигантские сооружения с антеннами более 30 метров в диаметре. Современные спутники весят несколько тонн, а антенны зачастую не превышают 1 метра в диаметре, могут быть установлены в самых разнообразных местах, тенденция уменьшения размеров ЗС вместе с упрощением установки оборудования приводит к снижению его стоимости. На сегодняшний день стоимость ЗС является, пожалуй, главной характеристикой, определяющей широкое распространение ССС. Преимущество спутниковой связи основано на обслуживании географически удаленных пользователей без дополнительных расходов на промежуточное хранение и коммутацию. Любые факторы, понижающие стоимость установки новой ЗС, однозначно содействуют развитию приложений, ориентированных на использование ССС. Относительно высокие издержки развертывания ЗС позволяют наземным волоконно-оптическим сетям в ряде случаев успешно конкурировать с ССС. Следовательно, главное преимущество спутниковых систем состоит в возможности создавать сети связи, предоставляющие новые услуги связи или расширяющие прежние, при этом с экономической точки зрения преимущество ССС обратно пропорционально стоимости ЗС.
В зависимости от типа, ЗС имеет возможности передача и/или приема. Как уже отмечалось, фактически все интеллектуальные функции в спутниковых сетях осуществляются в ЗС. Среди них - организация доступа к спутнику и наземным сетям, мультиплексирование, модуляция, обработка сигнала и преобразование частот. Отметим, что большинство проблем в спутниковой передаче решается оборудованием ЗС. В настоящее время выделяются четыре типа ЗС. Наиболее сложными и дорогостоящими являются ориентированные на большую интенсивность пользовательской нагрузки ЗС с очень высокой пропускной способностью. Станции такого типа предназначены для обслуживания пользовательских популяций, требующих для обеспечения нормального доступа к ЗС волоконно-оптических линий связи. Подобные ЗС стоят миллионы долларов. Станции средней пропускной способностью эффективны для обслуживания частных сетей корпораций. Размеры подобных сетей ЗС могут быть самыми разнообразными в зависимости от реализованных приложений (передача речи, данных, видео).
2 Обоснования темы проекта.
Для решения какой-либо технической задачи, поставленной перед предприятием, для воплощения в действия определенного проекта, необходимо перебрать все оптимальные варианты по внедрению идей проектировщиков «жизнь». Наиболее перспективными экономически выгодными являются сейчас радиолинейные системы передач. Это обусловлено тем, что в условиях развивающегося рынка, как в сфере телекоммуникаций, так и в сфере бизнеса необходима надежная цифровая сеть связи. Цифровая сеть связи от Алматы до прямых международных каналов связи через Лондон дает большую возможность для непосредственного представления услуг потребителя, а спутниковая линия связи для выхода на международные телефонные каналы связи. В дипломном проекте, ставится цель проверить качественные показатели межгосударственной корпоративной системы связи. Даная тема обусловлена тем, что была поставлена задача – рассчитать параметры спутниковой линии, радиорелейной линии, состоящую из двух пролетов и зону обслуживания ЦС систему радио доступа IRT .
Кроме того, в дипломном проекте, дается представление о целесообразности применения такой системы, с точки зрения технического обоснования и с экономической точки зрения, сравнения ее с системой использующей только кабельные соединения.
3 Энергетический расчет спутниковой связи.
3.1 Исходные данные для проектирования .
Линия спутниковой связи состоит из двух участков: Земля—спутник и спутник—Земля. В энергетическом смысле оба участка весьма напряженные.
Первый — из-за тенденции к уменьшению мощности передатчиков и упрощению земной станции, второй — из-за ограничений на массу, габаритные размеры и энергопотребление бортового ретранслятора, лимитирующих его мощность.
Основная особенность спутниковых линий — наличие больших потерь сигнала, обусловленных затуханием его энергии на трассах большой физической протяженности. Так, при высоте орбиты ИСЗ, равной 36 тыс. км., затухание сигнала может достигать 200 дБ [3]. Помимо этого основного затухания в пространстве, сигнал в линиях спутниковой связи подвержен влиянию большого числа других факторов. Таких как поглощение в атмосфере, рефракция, влияние дождевых осадков и т.д. С другой стороны, на приемное устройство спутника и земной станции кроме собственных флуктуационных шумов воздействуют разного рода помехи в виде излучения космоса, Солнца и планет. В этих условиях правильный и точный учет влияния всех факторов позволяет осуществить оптимальное проектирование системы, обеспечить ее уверенную работу в наиболее трудных условиях и в то же время исключить излишние энергетические запасы, приводящие к неоправданному увеличению сложности земной и бортовой аппаратуры. Нормы на некоторые качественные показатели спутниковых каналов (например, отношение сигнал-шум) имеют статистический характер. Это заставляет оценивать возмущающие факторы также статистически, т. е. при расчетах вводить не только количественную меру воздействия того или иного фактора, но и вероятность (частоту) его появления. Необходимо учитывать характер и число передаваемых сигналов, а также характер их преобразования (обработки) в спутниковом ретрансляторе. При передаче телефонных сигналов с многостанционным доступом через бортовой ретранслятор проходит несколько сигналов, разделенных по частоте, времени или форме и оказывающих взаимное влияние, которое должно учитываться при расчете энергетики спутниковых линий.
В настоящей главе приводится расчет спутниковой линии ЗС1 (Алматы) – ИСЗ (Іntelsat-804) - ЗС2 (Лондон) по участкам (3).
| Исходные данные для расчета: | |
| Географическое расположение ЗС 1 (Алматы) | |
| Широта (Север) | 43°13' |
| Долгота (Восток) | 76°54' |
| Отметка над уровнем моря | +876 м |
| ЗС 2 (Лондон) | |
| Широта (Север) | 51°30' |
| Долгота (Восток) | 0 |
| Отметка над уровнем моря | +200 м |
| Вид доступа | МДЧР |
| Вид модуляции | QPSK |
| Параметры антенны и волнового тракта ЗС | |
| Размер антенны | 9,3 м |
| Тип антенны | параболическая двух зеркальная |
| Стандарт | В |
| Коэффициент усиления на передаче Опер.з, дБ | 54 |
| Коэффициент усиления на приеме Опр.з, дБ | 51 |
| Система слежения | Автоматическая |
| КПД волнового тракта ŋb | 0.9 |
| Угол места ЗС 1 | 38,5° |
| ЗС 2 | 8° |
| Эквивалентная шумовая температура приемника обусловленная его внутренними шумамиТпрз., К | 12 |
| Поляризация на передачу | левая круговая |
| Поляризация на прием | правая круговая |
| Параметры ИСЗ Intelsat 804 | |
| Позиция на ГО | 64° в.д. |
| Расчетный срок существования, лет | 14-17 |
| Диапазон, ГГц | 6/4 14/11 |
| Число стволов: С-band Кu-band | 38 6 |
| Номер транспондера | 23А |
| ЭИИМ, дбВт | 35 |
| Полоса частот ствола , Мгц | 36 |
| Пропускнаяспособность, каналы | 22500 |
| Коэффициент усиления на передаче Gпер.б, дБ | 18 |
| Коэффициент усиления на приеме Gпр.б, дБ | 18 |
| КПД волнового тракта ŋв | 0,9 |
| Эквивалентная шумовая температура приемника, обусловленная его внутренними шумами Тпр б, К | 30 |
| Суммарное отношение (Рс/Pm)∑, дБ | 14,2 |
| Допустимое отношение сигнал/шум, дБ | 12 |
3.2 Уравнения связи для двух участков
Эквивалентная изотропно-излучаемая мощность (ЭИИМ) передающей станции
Е=РперŋперGпер (1)
где Рпер — эффективная мощность сигнала на выходе передатчика;
ŋпер — коэффициент передачи (по мощности) волноводного тракта;
(КПД волноводного тракта) между передатчиком и антенной;
Gпер — коэффициент усиления передающей антенны относительно изотропного излучателя.
В техническом задании ЭИИМ задана.
Затухание энергии в свободном пространстве, определяемое уменьшением плотности потока мощности при удалении от излучателя оприделяется по формуле [1]